文档介绍：近代物理实验报告
专业应用物理班级11级(2)班实验名称太阳能电池的测试实验
小组成员姓名:
实验地点 K7-401 指导教师马厂实验时间 2013 年12月日
【实验内容】
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在光照状态下，如果设想太阳能电池是由一理想电流源，一理想二极管，一并联电阻Rsh与一个电阻RS所组成，那么太阳能电池的工作如图：
图中Iph为太阳能电池在光照时该等效电源输出电流，Id为光照时，通过太阳能电池内部二极管的电流。由基尔霍夫定律得：
（3）
（3）式中，I为太阳能电池的输出电流，U为输出电压。由（4）式可得
（4）
假设和太阳能电池可简化为：
这里，。在短路时，而在开路时，；
可以得到：（5）,（5）式即为在和的情况下，太阳能电池的开路电压UOC和短路电流ISC的关系式。其中UOC为开路电压，ISC为短路电流。
二、实验步骤
通过以下步骤的实验，学生可以从总了解太阳能电池的光伏特性和二极管特性。
（1）打开电机箱，接通光源用电装置的电源。打开白炽灯的电源开关，并把调光器调到最小。
（2）将太阳能电池的插头用线连到机箱上相同颜色的插头（注意连接插头时要连接同一块板的两个插头），将拨动开关拨到明状态，加载电压调到0，负载电阻逆时针调到最小，此时电流表上有电流显示，这是外界光产生的光电流。
（3）此时将灯源调到最强，调节机箱上负载电阻，由最小调到最大，可以看见光电流及负载电压的变化，每调一次电阻值，都要记录下负载的电压和电流，直到电压在相邻两次到三次调电阻时都保持不变化为止（保持稳定），这说明太阳能电池已经达到其开路状态，把记录下的所有数据填写在如下表格中：
表1
电压U/V
光电流I/A
电阻（K）
功率P（uW）
所得数据为不同负载下，太阳能电池负载的电流和电压，计算出功率和电阻的数值，并绘制图象，找出功率的最大值，利用公式：, 计算出太阳能电池的填充因子FF.
（4）把可调电阻调到最小，逐步调低白炽灯光强度（改变调光器档位）。每调节一次，把电阻调到最大，记录下此时的开路电压，把电阻调到最小，记录下此时的短路电流，依照此法做几次，直到光强很弱，光电流小到可以近似为零为止。其中光强比值按附件中提供的填入
把记录下的所有数据填写在如下表格中：
表2
光强比值
I/uA
UOC/V
绘制出图象，并分析短路电流与开路电压之间的关系。并绘制图象，分析照度之比与短路电流之间的关系.
（5）俯仰角测量：将灯源亮度旋到最亮，调节太阳能电池板的俯仰，电池板分档调节，每档调节100，每调节一次记录太阳能电池板的开路电压及短路电流，比较不同角度照射对太阳能输出的影响。
表3
角度
开路电压
短路电流
（6）串并联实验：
1、串联实验
将每个太阳能电池对应的红黑插座用插线串联起来（用插线将左边的太阳能电池的黑插座连到右边太阳能电池的红插座上，并将剩余的两个插座与机箱上对应颜色的插座连接起来)，此时重估光照状态下的测试
实验，观察在最大照明状态下单个太阳能电池板的开路电压、短路电流与串联时的区别。并思考实际开路电压与理论上的不同之处。